ГИДРОСИСТЕМА ПРОМЫШЛЕННОГО ТРАКТОРА Российский патент 1997 года по МПК B60K17/10 F15B20/00 

Изобретение относится к общему машиностроению и предназначено для применения на промышленных тракторах.

Для гидросистем промышленных тракторов, характеризующихся интенсивными режимами нагружения при работе бульдозерного и рыхлительного оборудования, типичны значительные аварийные потери рабочей жидкости при выходе из строя гидролиний, в первую очередь рукавов высокого давления.

Известна гидросистема, в которой контролируется давление рабочей жидкости в напорной гидролинии и расход рабочей жидкости в сливной гидролинии. При разрыве рукава падает давление в напорной гидролинии и уменьшается или вообще прекращается расход в сливной гидролинии. Это позволяет сформировать сигнал для отключения подачи насоса и предотвращения аварийных потерь (см. авт. св. СССР N 1262145, F 15 B 20/00, 1984).

Недостатком гидросистемы является то, что она не обеспечивает эффективного контроля наличия аварийных потерь в приводах, для которых характерно изменение расхода рабочей жидкости в сливной гидролинии при нормальной работе. В связи с большим ходом гидроцилиндров их штоки для обеспечения устойчивости имеют относительно большие диаметры, следствием чего является значительная разница рабочих объемов соответствующих поршневых и штоковых полостей. Последнее обстоятельство приводит к тому, что расход рабочей жидкости на сливе при ее подаче в штоковую полость в два и более раз превышает расход на сливе при работе поршневой полости.

Задачей предлагаемого изобретения является снижение аварийных потерь рабочей жидкости в гидросистемах промышленных тракторов, использующих длинноходовые гидроцилиндры с односторонним штоком.

Технический результат достигается тем, что датчик расхода выполнен в виде управляемого двухпозиционного дросселя, минимально открытая позиция которого соответствует подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра, а максимально открытая позиция соответствует подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема гидросистемы с электроуправляемым гидрораспределителем и датчиком расхода, на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема управления гидросистемой по фиг. 1, на фиг. 3 принципиальная схема гидросистемы с гидрораспределителем, управляемым от рукоятки, и контролем его рабочих позиций с помощью концевого выключателя, на фиг. 4 принципиальная схема гидросистемы с гидравлическим контролем рабочих позиций гидрораспределителя, на фиг. 5 конструктивная схема датчика расхода.

Гидросистема содержит источник напора (насос) 1, управляемый от электромагнитов 2, 3, гидрораспределитель 4, сообщенный рабочими гидролиниями 5, 6 с гидроцилиндром 7, напорной гидролинией 8 с насосом 1, сливной гидролинией 9 с гидробаком 10. Напорная гидролиния 8 сообщена со сливной гидролинией 9 через электроуправляемый перепускной клапан 11 с электромагнитом 12. В сливной гидролинии 9 установлен датчик 13 расхода, схематично изображенный в виде установленных параллельно постоянно открытого дросселя 14 и управляемого от электромагнита 15 дросселя 16. Параллельно датчику 13 установлено устройство отключения источника напора или сигнализации аварии, выполненное в виде реле перепада давления с нормально закрытым электроконтактом 17.

Схема управления гидросистемой содержит ключ 18 включения электропитания, кнопки 19, 20 управления соответственно электромагнитами 2, 3 гидрораспределителя 4, а также электромагнитом 12 через диоды 21, 22. Последовательно с электроконтактом 17 устройства отключения источника напора или сигнализации аварии в цепи электропитания установлено электромагнитное реле 23 с нормально открытым электроконтактом 24, имеющим выдержку времени при замыкании и включающим электромагнитное реле 25. Реле 25 имеет самоблокирующийся и включающий питание сигнальной лампы 26 электроконтакт 27.

Гидросистема работает следующим образом.

В исходном положении ключ 18 замкнут, кнопки 19, 20 управления разомкнуты, электромагниты 2, 3, 12, 15 и реле 23 обесточены. Разомкнуты контакты 24, 27, обесточено реле 25, не горит лампа 26. Гидрораспределитель 4 находится в средней (нейтральной) позиции. Перепускной клапан 11 открыт, рабочая жидкость от насоса по напорной гидролинии 8 через клапан 11 и по сливной гидролинии 9 поступает в гидробак 10 (насос разгружен). Соответственно нет расхода через датчик расхода 13, отсутствует перепад давления на устройстве отключения источника напора, контакт которого 17 замкнут. Гидрораспределитель 4 находится в средней (нейтральной) позиции. В гидроцилиндр 7 не поступает рабочая жидкость.

При нажатии кнопки 19 управления электропитание поступает к электромагнитам 2, 15 и через диод 21 к электромагниту 12. Соответственно гидрораспределитель 4 переключается в левую позицию, перепускной клапан 12 закрывается, дроссель 16 датчик 13 расхода переключается в правую позицию, уменьшая его проходное сечение только до дросселя 14 и увеличивая гидравлическое сопротивление. В связи с закрытием клапана 11 повышается давление рабочей жидкости в напорной гидролинии 8, через гидрораспределитель 4 и рабочую гидролинию 5 рабочая жидкость поступает в поршневую полость гидроцилиндра 7. Начинает движение поршень гидроцилиндра 7 с выдвижением штока. Рабочая жидкость из штоковой полости гидроцилиндра по рабочей гидролинии 6 через гидрораспределитель 4 и сливную гидролинию 9 поступает к датчику 13 расхода и далее в гидробак 10. На датчике 13 расхода возникает перепад давления, под воздействием которого сжимается пружина устройства отключения источника напора или сигнализации аварии и соответственно размыкается его контакт 17. В результате к электромагнитному реле 23 не поступает электропитание и остаются разомкнутыми его контакт 24 и контакт 27 электромагнитного реле 25, соответственно остается выключенной лампа 26 сигнала аварии. С целью предотвращения ложного аварийного сигнала при кратковременном поступлении электропитания на реле 23 из-за запаздывания размыкания контакта 17 контакт 24 реле 23 выполнен с запаздыванием (задержкой) времени срабатывания.

При освобождении (отпускании) кнопки 19 и нажатии кнопки 20 электропитание поступает к электромагниту 3 и через диод 22 к электромагниту 12. Соответственно гидрораспределитель 4 переключается в правую позицию, перепускной клапан 12 закрыт, дроссель 16 датчика 13 расхода переключается в левую позицию, увеличивая его проходное сечение и уменьшая его гидравлическое сопротивление. Рабочая жидкость от насоса 1 под давлением по напорной гидролинии 8 через гидрораспределитель 4 и по рабочей гидролинии 6 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 7, следствием чего является движение поршня гидроцилиндра 7 с втягиванием штока. Рабочая жидкость из поршневой полости гидроцилиндра 7 по рабочей гидролинии 5 через гидрораспределитель 4 и сливную гидролинию 9 поступает к датчику 13 расхода и далее в гидробак 10. На датчике 13 расхода, как описывалось выше, возникает перепад давления, под действием которого сжимается пружина устройства отключения источника напора или сигнализации аварии и соответственно размыкается его контакт 17. В результате к электромагнитному реле 23 не поступает электропитание и остаются разомкнутыми его контакт 24 и контакт 27 электромагнитного реле 25, соответственно остается выключенной лампа 26 сигнала аварии.

Из изложенного следует, что гидравлическое сопротивление датчика расхода автоматически корректируется в зависимости от изменения величины расхода в сливной гидролинии, определяемого подачей рабочей жидкости в поршневую или штоковую полость гидроцилиндра.

В случае разрыва какой-либо из гидролиний 5, 6, 8 в процессе работы гидроцилиндра (нажаты кнопки 19 или кнопка 20) возникают потери рабочей жидкости через поврежденное место и соответственно расход рабочей жидкости через датчик расхода 13 оказывается меньше нормальной величины. Перепад давления на датчике расхода в этом случае недостаточен для сжатия пружины устройством 17 и размыкания его контакта. В результате электропитание подается к электромагнитному реле 23, замыкается его контакт 24, через него подается питание к электромагнитному реле 25, замыкается его контакт 27, блокируя реле 25 и включая лампу 26.

Параллельно лампе 26 (на схеме фиг. 2 не показано) может быть включен зуммер звуковой сигнализации или исполнительный элемент устройства отключения источника напора (например, электромагнит муфты включения-отключения привода насоса).

После устранения повреждения гидролинии ключ 18 размыкается, снимая самоблокировку электромагнитного реле 25, а новое замыкание ключа 18 обеспечивает готовность схемы управления (и соответственно гидросистемы) к дальнейшей работе.

Гидросистема по фиг. 3 аналогична по фиг. 1. Отличие состоит в управлении гидрораспределителем 28 от рукоятки 29 и в контроле положения рукоятки микровыключателем 30. В левой позиции гидрораспределителя 28 (соответствующей подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 7) микровыключатель 30 нажат, его контакт замкнут, на электромагнит 15 управляемого дросселя 16 подается электропитание, дроссель 16 находится в правой позиции и датчик 13 расхода настроен на "малый" расчетный расход рабочей жидкости в сливной гидролинии 9, соответствующий режиму выдвижения штока гидроцилиндра 7.

В правой позиции гидрораспределителя 28, соответствующей подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра 7, микровыключатель 30 не нажат, его контакт разомкнут, на электромагнит 15 управляемого дросселя 16 не подается электропитание, дроссель 16 находится в левой позиции и датчик расхода 13 настроен на "большой" расчетный расход рабочей жидкости в сливной гидролинии 9, соответствующей режиму втягивания штока гидроцилиндра.

Гидросистема по фиг. 4 отличается от гидросистемы по фиг. 1 гидрораспределителем 31, имеющим канал 32 управления с дросселем 33, ограничивающим расход рабочей жидкости от напорной гидролинии к упомянутому каналу 32 управления с отводом 34. Кроме того, система имеет дроссель 16 и датчик 13 расхода с полостью 35 гидроуправления. В левой позиции гидрораспределителя 31 канал 32 управления отсоединен от слива 10, давление в отводе 34 равно рабочему и соответственно дроссель 16 занимает правую позицию, необходимую для контроля режима выдвижения штока гидроцилиндра 7. В правой позиции гидрораспределителя 31 канал 32 соединен со сливом 10, давление в отводе 34 отсутствует и дроссель 16 занимает левую позицию, необходимую для контроля режима втягивания штока гидроцилиндра 7.

На фиг. 5 показано конструктивное исполнение датчика 13 расхода, условно показанного на фиг. 1, 3, 4.

Датчик имеет корпус 36, в котором расположен дросселирующий золотник 37 с пружиной 38, образующий с корпусом дросселирующее отверстие 39. К отверстию 40 подводится, а от отверстия 41 отводится рабочая жидкость. Отверстие 42 служит для дренажа.

При отсутствии сигнала в полости 35 управления дросселирующий золотник 37 под действием пружины 38 занимает верхнее положение, соответствующее настройке датчика расхода на "большой" расход (соответствует открытому дросселю 16 на фиг. 1, 3, 4). При подводе сигнала к полости 35 управления (от канала 32 управления на фиг. 4 или от пилотного клапана для вариантов фиг. 1, 3) дросселирующий золотник занимает нижнее положение (показано пунктиром), соответствующее настройке датчика расхода на "малый" расход (соответствует закрытому дросселю 16 на фиг. 1, 3, 4).

Использование: относится к общему машиностроению и предназначена для применения на промышленных тракторах. Сущность изобретения: гидросистема содержит датчик расхода, установленный в сливной гидролинии источника напора, устройство отключения источника напора или сигнализации аварии, в цепи электропитания которого имеется нормально замкнутый контакт, управляемый от упомянутого датчика расхода. Датчик расхода выполнен в виде управляемого двухпозиционного дросселя, минимально открытая позиция которого соответствует подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра, а максимально открытая - в штоковую полость гидроцилиндра. 5 ил.

Гидросистема промышленного трактора, содержащая гидроцилиндр с одностронним штоком, сообщенный через гидрораспределитель с напорной и сливной гидролиниями, датчик расхода, установленный в сливной гидролинии, устройство отключения источника напора или сигнализации аварии, в цепи питания которого установлен нормально закрытый контакт, управляемый от упомянутого датчика расхода, отличающаяся тем, что датчик расхода выполнен в виде управляемого двухпозиционного дросселя, минимально открытая позиция которого соответствует подаче рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра, а максимально открытая позиция соответствует подаче рабочей жидкости в штоковую полость гидроцилиндра.